一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极及更换靶材的方法技术

本发明专利技术的一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极及更换靶材方法，包括靶材安装座及靶材位于烟囱压紧装置和磁箍冷却组件之间，烟囱压紧装置安装在腔体安装法兰上，磁箍冷却组件穿过腔体安装法兰与伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构另一端安装在腔体安装法兰上。更换靶材时，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件下移，利用磁控溅射设备自带的传样系统抓取靶材安装座边上的支耳，从阴极屏蔽罩侧边取出靶材安装座及其中的靶材后送至传样系统的腔室内；再利用传样系统将腔室内的新靶材安装座及靶材送到原磁箍冷却组件正上方，使烟囱压紧装置压住靶材安装座。该发明专利技术在不破坏主真空腔真空环境下，实现快速换靶，大幅降低更换靶材的时间，也减少了主真空腔的污染。减少了主真空腔的污染。减少了主真空腔的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极及更换靶材的方法


[0001]本专利技术涉及真空镀膜
，具体涉及一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极。

技术介绍

[0002]磁控溅射属于物理气相沉积(PVD)的一种，广泛应用于材料镀膜领域。磁控溅射的关键核心技术之一是磁控溅射阴极的的设计和制造，基本原理是利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。磁控溅射阴极其中的靶材需要更换时，传统方式是将主真空腔放气后，取出磁控溅射阴极进行靶材更换。更换完毕后将磁控溅射阴极放回，需再次将主真空腔抽至极限真空后才能正常工作。这样操作繁琐费时，且容易导致主真空腔被污染。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极，可至少解决上述
技术介绍
中提出的问题之一。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极，包括靶材和靶材安装座，靶材安装在靶材安装座上，还包括磁箍冷却组件、阴极屏蔽罩、腔体安装法兰、伸缩驱动机构；
[0006]其中，靶材安装座及靶材位于烟囱压紧装置和磁箍冷却组件之间，烟囱压紧装置安装在腔体安装法兰上，阴极屏蔽罩固定在磁箍冷却组件上，磁箍冷却组件穿过腔体安装法兰与伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构另一端安装在腔体安装法兰上；
[0007]所述烟囱压紧装置具有压紧和定位靶材安装座的作用；
[0008]所述靶材安装座具有支耳和限位槽口；
[0009]烟囱压紧装置侧边设有避让靶材安装座支耳开口。
[0010]进一步的，所述烟囱压紧装置包括烟囱、绝缘压块、支撑杆，所述绝缘压块安装在烟囱底部，烟囱底部与支撑杆连接且固定在腔体安装法兰上；
[0011]所述绝缘压块用于定位和压紧靶材安装座。
[0012]进一步的，所述靶材安装座包括底部传热座、靶材压环，所述靶材压环固定靶材于底部传热座正上方，通过螺钉连接。
[0013]进一步的，所述靶材压环包含支耳。
[0014]进一步的，所述磁箍冷却组件包括磁体、磁轭、磁箍、连接管、波纹管；
[0015]所述磁轭位于磁箍正下方，通过螺钉固定；
[0016]磁体安装在磁箍上安装孔内，所述磁轭为导磁材料；连接管一端与磁箍连接，另一端穿过波纹管与其法兰连接；波纹管另一端连接到腔体法兰上，可实现磁体、磁轭及磁箍这些部件相对腔体法兰上下运动，减少与烟囱压紧装置下方绝缘压块的间距，压紧靶材安装座。
[0017]进一步的，所述磁体为永磁体或者电磁体。
[0018]进一步的，所述阴极屏蔽罩上表面低于磁箍上表面。
[0019]进一步的，所述绝缘压块采用陶瓷材质。
[0020]另一方面，本专利技术还公开一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极的更换靶材的方法，包括以下步骤：
[0021]磁控溅射阴极需更换靶材时，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件下移，拉开与烟囱压紧装置的间距，利用磁控溅射设备自带的传样系统抓取靶材安装座边上的支耳，从阴极屏蔽罩侧边取出靶材安装座及其中的靶材后送至传样系统的腔室内；之后，再利用传样系统将腔室内的新靶材安装座及其中的靶材送到原磁箍冷却组件正上方，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件上移，缩短与烟囱压紧装置的间距，使烟囱压紧装置压住靶材安装座。
[0022]由上述技术方案可知，本专利技术的可快速更换靶材的磁控溅射阴极，包括烟囱压紧装置、靶材、靶材安装座、磁箍冷却组件、阴极屏蔽罩、腔体安装法兰及伸缩驱动机构。其中，靶材安装座及靶材位于烟囱压紧装置和磁箍冷却组件之间，烟囱压紧装置安装在腔体安装法兰上，阴极屏蔽罩通过螺钉固定在磁箍冷却组件上，磁箍冷却组件穿过腔体安装法兰与伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构另一端安装在腔体安装法兰上。磁控溅射阴极需更换靶材时，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件下移，拉开与烟囱压紧装置的间距，利用磁控溅射设备自带的传样系统抓取靶材安装座边上的支耳，从阴极屏蔽罩侧边取出靶材安装座及其中的靶材后送至传样系统的腔室内；之后，再利用传样系统将腔室内的新靶材安装座及其中的靶材送到原磁箍冷却组件正上方，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件上移，缩短与烟囱压紧装置的间距，使烟囱压紧装置压住靶材安装座。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0024]本专利技术的靶材固定在靶材安装座上，利用靶材安装座边上的支耳及磁控溅射设备自带的传样系统，实现从侧边对靶材的更换。磁箍冷却组件包括波纹管，可实现伸缩靶材安装座及上方的靶材，实现磁箍冷却组件和烟囱压紧装置对靶材安装座的压紧固定。该专利技术在不破坏主真空腔真空环境的情况下，实现快速换靶，大幅降低更换靶材的时间，同时也减少了主真空腔的污染。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的剖面结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的磁箍冷却组件剖面结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中烟囱压紧装置示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例中靶材安装座示意图；
[0029]图中：1
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烟囱压紧装置，2
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靶材，3
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靶材安装座，4
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磁箍冷却组件，5
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阴极屏蔽罩，6
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腔体安装法兰,7
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伸缩驱动机构,11
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烟囱，12
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绝缘压块，13
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支撑杆，31
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底部传热座，32
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靶材压环，41
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磁体，42
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磁轭，43
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磁箍,44
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连接管,45
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波纹管。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]如图1所示，本实施例所述新型可快速更换靶材的磁控溅射阴极，包括烟囱压紧装置1、靶材2、靶材安装座3、磁箍冷却组件4、阴极屏蔽罩5、腔体安装法兰6及伸缩驱动机构7，其中，靶材安装座3及靶材2位于烟囱压紧装置1和磁箍冷却组件4之间，烟囱压紧装置1安装在腔体安装法兰6上，阴极屏蔽罩5通过螺钉固定在磁箍冷却组件4上，磁箍冷却组件4穿过腔体安装法兰6与伸缩驱动机构7连接，伸缩驱动机构7另一端安装在腔体安装法兰6上。
[0032]具体的说，所述烟囱压紧装置1具有压紧和定位靶材安装座3的作用；
[0033]所述靶材安装座3具有支耳和限位槽口；
[0034]烟囱压紧装置1侧边设有避让靶材安装座3支耳开口。
[0035]所述烟囱压紧装置1包括烟囱11、绝缘压块12、支撑杆13。所述绝缘压块12安装在烟囱11底部，烟囱11底部与支撑杆13连接且固定在腔体安装法兰6上。所述绝缘压块12具有绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极，包括靶材(2)和靶材安装座(3)，靶材(2)安装在靶材安装座(3)上，其特征在于，还包括磁箍冷却组件(4)、阴极屏蔽罩(5)、腔体安装法兰(6)、伸缩驱动机构(7)；其中，靶材安装座(3)及靶材(2)位于烟囱压紧装置(1)和磁箍冷却组件(4)之间，烟囱压紧装置(1)安装在腔体安装法兰(6)上，阴极屏蔽罩(5)固定在磁箍冷却组件(4)上，磁箍冷却组件(4)穿过腔体安装法兰(6)与伸缩驱动机构(7)连接，伸缩驱动机构(7)另一端安装在腔体安装法兰(6)上；所述烟囱压紧装置(1)具有压紧和定位靶材安装座(3)的作用；所述靶材安装座(3)具有支耳和限位槽口；烟囱压紧装置(1)侧边设有避让靶材安装座(3)支耳开口。2.根据权利要求1所述的可快速更换靶材的磁控溅射阴极，其特征在于：所述烟囱压紧装置(1)包括烟囱(11)、绝缘压块(12)、支撑杆(13)，所述绝缘压块(12)安装在烟囱(11)底部，烟囱(11)底部与支撑杆(13)连接且固定在腔体安装法兰(6)上；所述绝缘压块(12)用于定位和压紧靶材安装座(3)。3.根据权利要求1所述的可快速更换靶材的磁控溅射阴极，其特征在于：所述靶材安装座(3)包括底部传热座(31)、靶材压环(32)，所述靶材压环(32)固定靶材于底部传热座(31)正上方，通过螺钉连接。4.根据权利要求3所述的可快速更换靶材的磁控溅射阴极，其特征在于：所述靶材压环(32)包含支耳。5.根据权利要求1所述的可快速更换靶材的磁控溅射阴极，其特征在于：所述：所述磁箍冷却组件(4)包括磁体(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成，汪建，杜寅昌，程厚义，赵巍胜，张悦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：